JPH0613178A - 直流アーク炉の電圧制御方法 - Google Patents
直流アーク炉の電圧制御方法Info
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- JPH0613178A JPH0613178A JP4170968A JP17096892A JPH0613178A JP H0613178 A JPH0613178 A JP H0613178A JP 4170968 A JP4170968 A JP 4170968A JP 17096892 A JP17096892 A JP 17096892A JP H0613178 A JPH0613178 A JP H0613178A
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- tap
- arc
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アークによる被溶解金属の溶融の進行を維持
しつつ電源装置の力率の向上を図る。 【構成】 電圧検出器12の信号より、電圧変化量演算
部16で設定電圧に対するア−ク電圧の最大変化量を検
出する。誤検出を防止するために電流設定器14で設定
された値の50%以上の電流が電流検出器13の信号で
検出されている期間に電圧検出器12の信号データを採
取する。一定周期ごとに一定時間(数秒〜数分)のデー
タを採取しこの間のデータの最大値より設定電圧を減算
して、設定電圧に対するアーク電圧の最大変化量を検出
する。各タップの最大使用可能電圧と検出したアーク電
圧の最大変化量と設定電圧値の和とを比較してアーク電
圧の最大変化量に応じた変圧器の二次電圧タップを選択
する。
しつつ電源装置の力率の向上を図る。 【構成】 電圧検出器12の信号より、電圧変化量演算
部16で設定電圧に対するア−ク電圧の最大変化量を検
出する。誤検出を防止するために電流設定器14で設定
された値の50%以上の電流が電流検出器13の信号で
検出されている期間に電圧検出器12の信号データを採
取する。一定周期ごとに一定時間(数秒〜数分)のデー
タを採取しこの間のデータの最大値より設定電圧を減算
して、設定電圧に対するアーク電圧の最大変化量を検出
する。各タップの最大使用可能電圧と検出したアーク電
圧の最大変化量と設定電圧値の和とを比較してアーク電
圧の最大変化量に応じた変圧器の二次電圧タップを選択
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流アーク炉に電力を
供給する変圧器とサイリスタ変換器で構成される電源装
置の、変圧器二次電圧タップを選択することにより直流
ア−ク炉の電圧を制御する方法に関する。
供給する変圧器とサイリスタ変換器で構成される電源装
置の、変圧器二次電圧タップを選択することにより直流
ア−ク炉の電圧を制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、サイリスタ等の電力用半導体素子
が大容量化されるに従い、製鋼用アーク炉として直流ア
ーク炉が一般的に用いられるようになった。直流アーク
炉は、交流アーク炉のように3本の可動電極を必要とせ
ず、少なくとも1本の可動電極と炉底電極との間でアー
クを形成することによりスクラップ等の被溶解金属を溶
融加熱するもので、構造が簡単であるという利点を有す
る。
が大容量化されるに従い、製鋼用アーク炉として直流ア
ーク炉が一般的に用いられるようになった。直流アーク
炉は、交流アーク炉のように3本の可動電極を必要とせ
ず、少なくとも1本の可動電極と炉底電極との間でアー
クを形成することによりスクラップ等の被溶解金属を溶
融加熱するもので、構造が簡単であるという利点を有す
る。
【0003】直流アーク炉の電源装置は、変圧器と変圧
器から供給された交流電力を制御された直流電力に変換
するサイリスタ変換器で構成され、溶融加熱するために
設定する直流電力の電圧と電流の値は、高電圧低電流か
ら低電圧大電流まで多岐にわたり、力率を向上させ効率
良く電力を供給するため、変圧器は、複数の二次電圧タ
ップを選択できるようになっている。
器から供給された交流電力を制御された直流電力に変換
するサイリスタ変換器で構成され、溶融加熱するために
設定する直流電力の電圧と電流の値は、高電圧低電流か
ら低電圧大電流まで多岐にわたり、力率を向上させ効率
良く電力を供給するため、変圧器は、複数の二次電圧タ
ップを選択できるようになっている。
【0004】しかしながら、スクラップ等の被溶解金属
の溶融進行にともない設定された直流電力の電圧に対し
てアークが安定しないため電圧の変化が激しく、溶融の
進行を維持するために直流電力の設定電圧が変圧器の二
次電圧タップの最大使用可能電圧に係数kを掛けた値以
下になるように、変圧器の二次電圧タップを選択してい
る。すなわち、この係数kにより、アーク電圧の変化に
対する余裕を持たせて溶融の進行を維持している。
の溶融進行にともない設定された直流電力の電圧に対し
てアークが安定しないため電圧の変化が激しく、溶融の
進行を維持するために直流電力の設定電圧が変圧器の二
次電圧タップの最大使用可能電圧に係数kを掛けた値以
下になるように、変圧器の二次電圧タップを選択してい
る。すなわち、この係数kにより、アーク電圧の変化に
対する余裕を持たせて溶融の進行を維持している。
【0005】このため、電源装置の力率は、この係数k
によって決められた値以上に力率を高める事ができな
い。
によって決められた値以上に力率を高める事ができな
い。
【0006】そこで、特開平02−54892号公報に
おいて、設定電圧の値を、電源の無負荷電圧値よりも特
定の値だけ低い値に逐次設定することにより、電源の能
力を十分に利用しながら投入電力レベルの低下を防止す
る技術が提案されている。
おいて、設定電圧の値を、電源の無負荷電圧値よりも特
定の値だけ低い値に逐次設定することにより、電源の能
力を十分に利用しながら投入電力レベルの低下を防止す
る技術が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検出さ
れた電圧により電源の無負荷電圧値よりも特定の値だけ
低い値に逐次設定して電圧偏差に基づいて電極の上昇/
下降を制御しても、既に選択された変圧器の電圧タップ
により電源の無負荷電圧値が決定されるため、高電圧低
電流から低電圧大電流まで多岐にわたる操業に対してそ
の効果が十分に発揮出来ていない。
れた電圧により電源の無負荷電圧値よりも特定の値だけ
低い値に逐次設定して電圧偏差に基づいて電極の上昇/
下降を制御しても、既に選択された変圧器の電圧タップ
により電源の無負荷電圧値が決定されるため、高電圧低
電流から低電圧大電流まで多岐にわたる操業に対してそ
の効果が十分に発揮出来ていない。
【0008】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明の主な目的は、高電圧低電流から低電圧大電流まで多
岐にわたる操業に対して、溶融の進行を維持しつつ力率
を向上させることが可能な直流アーク炉の電圧制御方法
を提供することである。
明の主な目的は、高電圧低電流から低電圧大電流まで多
岐にわたる操業に対して、溶融の進行を維持しつつ力率
を向上させることが可能な直流アーク炉の電圧制御方法
を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、直流アーク
炉に電力を供給する変圧器とサイリスタ変換器で構成さ
れる電源装置による直流ア−ク炉の電圧制御方法におい
て、アーク電圧及び電流の検出器の信号より得られるア
ーク電圧の最大変化量と変圧器の各二次電圧タップの最
大使用可能電圧を比較してアーク電圧の最大変化量に応
じた変圧器二次電圧タップを選択する。
炉に電力を供給する変圧器とサイリスタ変換器で構成さ
れる電源装置による直流ア−ク炉の電圧制御方法におい
て、アーク電圧及び電流の検出器の信号より得られるア
ーク電圧の最大変化量と変圧器の各二次電圧タップの最
大使用可能電圧を比較してアーク電圧の最大変化量に応
じた変圧器二次電圧タップを選択する。
【0010】
【作用】変圧器タップ切換回路により切り換えられた既
選択タップの最大使用可能電圧と、アークの電圧及び電
流の検出器の信号より得られるアークの電圧の最大変化
量と設定電圧値の和とを比較する最大使用可能電圧演算
部と電圧変化量演算部とタップ選択演算部を設けて、ア
ークの電圧の最大変化量に応じた変圧器二次電圧タップ
を選択して、選択タップを変圧器タップ切換回路にフィ
ードバックすることにより、溶融の進行を維持しつつT
AP−TO−TAPの平均力率を向上させることが可能
となる。
選択タップの最大使用可能電圧と、アークの電圧及び電
流の検出器の信号より得られるアークの電圧の最大変化
量と設定電圧値の和とを比較する最大使用可能電圧演算
部と電圧変化量演算部とタップ選択演算部を設けて、ア
ークの電圧の最大変化量に応じた変圧器二次電圧タップ
を選択して、選択タップを変圧器タップ切換回路にフィ
ードバックすることにより、溶融の進行を維持しつつT
AP−TO−TAPの平均力率を向上させることが可能
となる。
【0011】
【実施例】以下、発明の好適実施例を添付の図面につい
て詳しく説明する。
て詳しく説明する。
【0012】図1に示された直流アーク炉1は、耐火材
料からなる炉床2と、その上部外周を覆う炉壁3と、そ
の上部を覆う炉蓋4とからなり、炉蓋4の中心部から昇
降自在に可動する黒鉛電極7と、炉床2の中央部に設け
られた炉底電極6とに供給される直流電流により、炉床
2内に貯留されたスクラップ等の溶融金属5と黒鉛電極
7の先端との間に形成されるアーク11をもって、スク
ラップ等の溶融金属5を溶融加熱するものである。
料からなる炉床2と、その上部外周を覆う炉壁3と、そ
の上部を覆う炉蓋4とからなり、炉蓋4の中心部から昇
降自在に可動する黒鉛電極7と、炉床2の中央部に設け
られた炉底電極6とに供給される直流電流により、炉床
2内に貯留されたスクラップ等の溶融金属5と黒鉛電極
7の先端との間に形成されるアーク11をもって、スク
ラップ等の溶融金属5を溶融加熱するものである。
【0013】変圧器10から供給された交流電力を制御
された直流電力に変換するサイリスタ変換器9の負端子
には、電流検出器13および直流リアクトル8が接続さ
れており、直流リアクトル8を介して負端子に黒鉛電極
7が接続されている。電流検出器13が、炉底電極6か
ら黒鉛電極7に流れる電流すなわちア−ク電流を検出す
る。サイリスタ変換器9の正の端子は、給電用導体21
を介して炉底電極6に接続されている。電圧検出器12
は、黒鉛電極7と炉底電極6の間に接続されており、黒
鉛電極7と炉底電極6の間の電圧すなわちア−ク電圧を
検出する。
された直流電力に変換するサイリスタ変換器9の負端子
には、電流検出器13および直流リアクトル8が接続さ
れており、直流リアクトル8を介して負端子に黒鉛電極
7が接続されている。電流検出器13が、炉底電極6か
ら黒鉛電極7に流れる電流すなわちア−ク電流を検出す
る。サイリスタ変換器9の正の端子は、給電用導体21
を介して炉底電極6に接続されている。電圧検出器12
は、黒鉛電極7と炉底電極6の間に接続されており、黒
鉛電極7と炉底電極6の間の電圧すなわちア−ク電圧を
検出する。
【0014】アーク電圧の最大変化量は、電圧検出器1
2の信号を電圧変化量演算部16で電圧設定器15の値
に対する電圧の最大変化量を検出することにより求めら
れる。
2の信号を電圧変化量演算部16で電圧設定器15の値
に対する電圧の最大変化量を検出することにより求めら
れる。
【0015】検出にあたり、電圧検出器12の信号(ア
−ク電圧検出信号)が正常な通電中のものであるかの判
定を、電流検出器13の信号(ア−ク電流検出信号)と
電流設定器14の値により行い、誤ってアーク電圧の最
大変化量を検出しないようにしている。すなわち、電流
検出器13の電流検出値が設定値以上のア−ク電流であ
るときの電圧検出器12の検出電圧のみを、最大変化量
検出のために摘出する。具体的には、誤検出を防止する
ために電流設定器14で設定された値の50%以上の電
流が電流検出器13の信号で検出されている期間に電圧
検出器12の信号データを採取する。
−ク電圧検出信号)が正常な通電中のものであるかの判
定を、電流検出器13の信号(ア−ク電流検出信号)と
電流設定器14の値により行い、誤ってアーク電圧の最
大変化量を検出しないようにしている。すなわち、電流
検出器13の電流検出値が設定値以上のア−ク電流であ
るときの電圧検出器12の検出電圧のみを、最大変化量
検出のために摘出する。具体的には、誤検出を防止する
ために電流設定器14で設定された値の50%以上の電
流が電流検出器13の信号で検出されている期間に電圧
検出器12の信号データを採取する。
【0016】現在タップの最大使用可能電圧EdMAX
は、タップ位置検出器17の信号より最大使用可能電圧
演算部18で下記関係式より計算する。
は、タップ位置検出器17の信号より最大使用可能電圧
演算部18で下記関係式より計算する。
【0017】EdMAX =1.35×タップ位置(電圧)
×(COSαMIN ×%IZ /200)−VDROP 但し、 COSαMIN :最小制御角、 %IZ :パーセントインピーダンス VDROP :変圧器,サイリスタ変換器,直流リアクトル
および給電用導体の電圧降下。
×(COSαMIN ×%IZ /200)−VDROP 但し、 COSαMIN :最小制御角、 %IZ :パーセントインピーダンス VDROP :変圧器,サイリスタ変換器,直流リアクトル
および給電用導体の電圧降下。
【0018】タップ選択演算部19では、電圧変化量演
算部16で検出された設定電圧に対するアーク電圧の最
大変化量と最大使用可能電圧演算部18の最大使用可能
電圧とを比較し下記関係式が成立するタップを選択す
る。
算部16で検出された設定電圧に対するアーク電圧の最
大変化量と最大使用可能電圧演算部18の最大使用可能
電圧とを比較し下記関係式が成立するタップを選択す
る。
【0019】EDMAX > Es+△EMAX 但し、Es:設定電圧、△EMAX :アーク電圧の最大変
化量(設定電圧に対する)。
化量(設定電圧に対する)。
【0020】タップ選択演算部19で選択されたタップ
をタップ切換え回路20へ出力し、変圧器の二次電圧タ
ップを切り換える。
をタップ切換え回路20へ出力し、変圧器の二次電圧タ
ップを切り換える。
【0021】図2を用いて具体的に説明する。図2は、
本発明を実施するタップ選択演算部19のタップ選択処
理を示すフローチャ−トである。
本発明を実施するタップ選択演算部19のタップ選択処
理を示すフローチャ−トである。
【0022】溶解初期のタップは、あらかじめ決められ
た係数kによって選択されるタップに切り換えられ溶解
を開始する。溶解開始後、電圧検出器12の信号から、
電圧変化量演算部16で、設定電圧に対する電圧変化量
の最大値を検出する。誤検出を防止するために電流設定
器14で設定された値の50%以上の電流が電流検出器
13の信号で検出されている期間に電圧検出器12の信
号のデータを採取する。
た係数kによって選択されるタップに切り換えられ溶解
を開始する。溶解開始後、電圧検出器12の信号から、
電圧変化量演算部16で、設定電圧に対する電圧変化量
の最大値を検出する。誤検出を防止するために電流設定
器14で設定された値の50%以上の電流が電流検出器
13の信号で検出されている期間に電圧検出器12の信
号のデータを採取する。
【0023】一定周期ごとに一定時間(数秒〜数分)の
データを採取しこの間のデータの最大値より設定電圧を
減算して、設定電圧に対するアーク電圧の最大変化量を
検出する。
データを採取しこの間のデータの最大値より設定電圧を
減算して、設定電圧に対するアーク電圧の最大変化量を
検出する。
【0024】<STEP1〜2>タップ選択演算部19
で、現在タップ(N)の最大使用可能電圧EdMAX
(N)と設定電圧とアーク電圧の最大変化量の和との比
較を行う。
で、現在タップ(N)の最大使用可能電圧EdMAX
(N)と設定電圧とアーク電圧の最大変化量の和との比
較を行う。
【0025】EdMAX >Es+△EMAX <STEP3〜5>EdMAX (N:現在タップ)がEs
+△EMAX より大きな値である場合、1タップ下(N=
N−1)の最大使用可能電圧EdMAX (N)との比較を
行う。
+△EMAX より大きな値である場合、1タップ下(N=
N−1)の最大使用可能電圧EdMAX (N)との比較を
行う。
【0026】EdMAX >Es+△EMAX さらにEdMAX (N:1タップ下)が大きな値である場
合、さらに1タップ下(N=N−1)の最大使用可能電
圧EdMAX (N:2タップ下))との比較を行い、順次
下のタップとの比較を行う。
合、さらに1タップ下(N=N−1)の最大使用可能電
圧EdMAX (N:2タップ下))との比較を行い、順次
下のタップとの比較を行う。
【0027】<STEP6>タップを順次下げて、Ed
MAX (N)<Es+△EMAX となるタップまで比較しN
=N+1を選択タップとする。
MAX (N)<Es+△EMAX となるタップまで比較しN
=N+1を選択タップとする。
【0028】<STEP7〜9>また、EdMAX (N:
現在タップ)がEs+△EMAX より小さい値である場
合、1タップ上(N=N+1)の最大使用可能電圧:Ed
MAX (N)との比較を行う。
現在タップ)がEs+△EMAX より小さい値である場
合、1タップ上(N=N+1)の最大使用可能電圧:Ed
MAX (N)との比較を行う。
【0029】EdMAX >Es+△EMAX さらにEdMAX (N:1タップ上)が大きな値である場
合、さらに1タップ上(N=N+1)の最大使用可能電
圧:EdMAX (N:2タップ上)との比較を行い、順次
上のタップとの比較を行う。
合、さらに1タップ上(N=N+1)の最大使用可能電
圧:EdMAX (N:2タップ上)との比較を行い、順次
上のタップとの比較を行う。
【0030】<STEP10>タップを順次上げて、E
dMAX (N)>Es+△EMAX となるタップまで比較し
N=Nを選択タップとする。
dMAX (N)>Es+△EMAX となるタップまで比較し
N=Nを選択タップとする。
【0031】以上のようにEdMAX (N)の比較を行い
EdMAX (N)がEs+△EMAX より大きな値となるタ
ップを選択し、タップ切換回路20へ選択タップを出力
する。
EdMAX (N)がEs+△EMAX より大きな値となるタ
ップを選択し、タップ切換回路20へ選択タップを出力
する。
【0032】タップ切換回路20は、現在タップ位置と
選択タップ位置とを比較して上昇または下降の方向を判
定し二次電圧のタップを切り換える。
選択タップ位置とを比較して上昇または下降の方向を判
定し二次電圧のタップを切り換える。
【0033】
【発明の効果】このようにして、アーク電圧の最大変化
量に合った変圧器二次電圧タップを選択することによ
り、従来技術では不可能であった溶融の進行を維持しつ
つTAP−TO−TAPの平均力率を向上させることが
可能となり、力率改善設備の小容量化、溶解時間の短
縮、原単位の低減ができ、その効果は、大である。
量に合った変圧器二次電圧タップを選択することによ
り、従来技術では不可能であった溶融の進行を維持しつ
つTAP−TO−TAPの平均力率を向上させることが
可能となり、力率改善設備の小容量化、溶解時間の短
縮、原単位の低減ができ、その効果は、大である。
【図1】 直流アーク炉の構造及び本発明の力率向上制
御を実施する装置構成の実施を示すブロック図である。
御を実施する装置構成の実施を示すブロック図である。
【図2】 図1に示すタップ選択演算部19のタップ選
択処理を示すフローチャ−トである。
択処理を示すフローチャ−トである。
【符号の説明】 1:アーク炉 2:炉床 3:炉壁 4:炉蓋 4:炉蓋 5:スクラップ等
の溶融金属 6:炉底電極 7:黒鉛電極 8:リアクトル 9:サイリスタ変
換器 10:変圧器 11:アーク 12:電圧検出器 13:電流検出器 14:電流設定器 15:電圧設定器 16:電圧変化量演算部 17:タップ位置
検出器 18:最大使用可能電圧演算部 19:タップ選択
演算部 20:タップ切換回路 21:給電用導体
の溶融金属 6:炉底電極 7:黒鉛電極 8:リアクトル 9:サイリスタ変
換器 10:変圧器 11:アーク 12:電圧検出器 13:電流検出器 14:電流設定器 15:電圧設定器 16:電圧変化量演算部 17:タップ位置
検出器 18:最大使用可能電圧演算部 19:タップ選択
演算部 20:タップ切換回路 21:給電用導体
Claims (1)
- 【請求項1】直流アーク炉に電力を供給する変圧器とサ
イリスタ変換器で構成される電源装置による直流ア−ク
炉の電圧制御方法において、アーク電圧及び電流の検出
器の信号より得られるアーク電圧の最大変化量と変圧器
の各二次電圧タップの最大使用可能電圧を比較してアー
ク電圧の最大変化量に応じた変圧器二次電圧タップを選
択することを特徴とする直流アーク炉の電圧制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170968A JP2665296B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 直流アーク炉の電圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170968A JP2665296B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 直流アーク炉の電圧制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613178A true JPH0613178A (ja) | 1994-01-21 |
| JP2665296B2 JP2665296B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=15914706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4170968A Expired - Fee Related JP2665296B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 直流アーク炉の電圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2665296B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180058039A (ko) * | 2016-11-23 | 2018-05-31 | 주식회사 포스코 | 전기로의 전력 투입 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4833439A (ja) * | 1971-09-03 | 1973-05-10 | ||
| JPS5210806A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-27 | Toshiba Corp | A control apparatus for electroslag refining furnaces |
| JPS5237239A (en) * | 1975-09-19 | 1977-03-23 | Daido Steel Co Ltd | Thyristor control system in arc furnace and the like |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP4170968A patent/JP2665296B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20180058039A (ko) * | 2016-11-23 | 2018-05-31 | 주식회사 포스코 | 전기로의 전력 투입 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2665296B2 (ja) | 1997-10-22 |
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